Anche la viscosità della carbossimetilcellulosa sodica è suddivisa in diverse gradazioni a seconda dell'utilizzo. La viscosità per il lavaggio è compresa tra 10 e 70 (inferiore a 100), il limite superiore è compreso tra 200 e 1200 per la decorazione di edifici e altri settori, mentre la viscosità per il settore alimentare è ancora più elevata. Sono tutte superiori a 1000 e la viscosità varia a seconda del settore.
Per la sua ampia gamma di utilizzi.
La viscosità della carbossimetilcellulosa sodica è influenzata dalla sua massa molecolare relativa, dalla concentrazione, dalla temperatura e dal valore del pH, e se miscelata con etil o carbossipropilcellulosa, gelatina, gomma di xantano, carragenina, gomma di semi di carrube, gomma di guar, agar, alginato di sodio, pectina, gomma arabica e amido e i suoi derivati hanno una buona compatibilità (cioè effetto sinergico).
A un pH pari a 7, la viscosità della soluzione di carbossimetilcellulosa sodica è massima, mentre a un pH compreso tra 4 e 11, la soluzione è relativamente stabile. La carbossimetilcellulosa sotto forma di sali di metalli alcalini e ammonio è solubile in acqua. Gli ioni metallici bivalenti Ca₂+, Mg₂+ e Fe₂+ possono influenzarne la viscosità. Metalli pesanti come argento, bario, cromo o Fe₂+ possono farla precipitare dalla soluzione. Controllando la concentrazione degli ioni, ad esempio aggiungendo l'agente chelante acido citrico, si può formare una soluzione più viscosa, che dà origine a una gomma morbida o dura.
La carbossimetilcellulosa sodica è un tipo di cellulosa naturale, generalmente ricavata da linter di cotone o polpa di legno come materie prime e sottoposta a reazione di eterificazione con acido monocloroacetico in condizioni alcaline.
In base alle specifiche delle materie prime e alla sostituzione dell'idrogeno idrossilico nell'unità D-glucosio della cellulosa con il gruppo carbossimetilico, si ottengono composti polimerici idrosolubili con diversi gradi di sostituzione e diverse distribuzioni del peso molecolare.
Poiché la carbossimetilcellulosa sodica presenta numerose caratteristiche uniche ed eccellenti, è ampiamente utilizzata nell'industria chimica quotidiana, alimentare e medica e in altre produzioni industriali.
Uno degli indicatori più importanti della carbossimetilcellulosa sodica è la sua viscosità. Il valore della viscosità è correlato a vari fattori come concentrazione, temperatura e velocità di taglio. Tuttavia, fattori come concentrazione, temperatura e velocità di taglio sono fattori esterni che influenzano la viscosità della carbossimetilcellulosa sodica.
Il peso molecolare e la distribuzione molecolare sono fattori interni che influenzano la viscosità della soluzione di carbossimetilcellulosa sodica. Per il controllo della produzione e lo sviluppo delle prestazioni del prodotto di carbossimetilcellulosa sodica, la ricerca del suo peso molecolare e della sua distribuzione rappresenta un valore di riferimento estremamente importante, mentre la misurazione della viscosità può svolgere solo un ruolo di riferimento.
Per quanto riguarda le leggi di Newton in reologia, si prega di leggere il contenuto pertinente di "reologia" in chimica fisica, è difficile da spiegare in una o due frasi. Se proprio dovete dirlo: per una soluzione diluita di CMC prossima a un fluido newtoniano, lo sforzo di taglio è proporzionale alla velocità di taglio, e il coefficiente di proporzionalità tra i due è chiamato coefficiente di viscosità o viscosità cinematica.
La viscosità deriva dalle forze tra le catene molecolari di cellulosa, tra cui le forze di dispersione e i legami a idrogeno. In particolare, la polimerizzazione dei derivati della cellulosa non è una struttura lineare, ma una struttura multiramificata. Nella soluzione, molte cellulose multiramificate si intrecciano a formare una struttura a rete spaziale. Più compatta è la struttura, maggiori sono le forze tra le catene molecolari nella soluzione risultante.
Per generare flusso in una soluzione diluita di derivati della cellulosa, la forza tra le catene molecolari deve essere superata, quindi una soluzione con un alto grado di polimerizzazione richiede una forza maggiore per generare flusso. Per la misurazione della viscosità, la forza sulla soluzione di CMC è la gravità. In condizioni di gravità costante, la struttura a catena della soluzione di CMC con un alto grado di polimerizzazione esercita una forza elevata e il flusso è lento. La lentezza del flusso riflette la viscosità.
La viscosità della carbossimetilcellulosa sodica è principalmente correlata al peso molecolare e ha poco a che fare con il grado di sostituzione. Maggiore è il grado di sostituzione, maggiore è il peso molecolare, poiché il peso molecolare del gruppo carbossimetilico sostituito è maggiore di quello del gruppo ossidrilico precedente.
Il sale sodico dell'etere carbossimetilico di cellulosa, un etere di cellulosa anionico, è una polvere o un granulo fibroso bianco o bianco latteo, con una densità di 0,5-0,7 g/cm³, pressoché inodore, insapore e igroscopico. Si disperde facilmente in acqua formando una soluzione colloidale trasparente ed è insolubile in solventi organici come l'etanolo. Il pH di una soluzione acquosa all'1% è compreso tra 6,5 e 8,5. A pH >10 o <5, la viscosità della carbossimetilcellulosa sodica si riduce significativamente e le prestazioni sono ottimali a pH =7.
È termicamente stabile. La viscosità aumenta rapidamente sotto i 20 °C e varia lentamente a 45 °C. Un riscaldamento prolungato a temperature superiori a 80 °C può denaturare il colloide e ridurne significativamente la viscosità e le prestazioni. È facilmente solubile in acqua e la soluzione è trasparente; è molto stabile in soluzione alcalina ed è facile da idrolizzare in presenza di acido. A un pH compreso tra 2 e 3, precipita.
Data di pubblicazione: 07-11-2022